Reforzamiento Sismo-Resistente de Viviendas de Adobe Existentes en la Región Andina

Proyecto seleccionado para su aplicación a nivel mundial como uno de los proyectos demostrativos del Decenio Internacional para la Reducción de los Desastres Naturales 1990-1999, de las Naciones Unidas. Fue financiado por Deutsche Gesellshat für Technische Zusammenarbeit (GTZ) - Cooperación Alemana al Desarrollo, desarrollado y ejecutado por CERESIS en colaboración con la Pontificia Universidad Católica del Perú.

CERESIS - El Centro Regional de Sismología para América del Sur - es un Organismo Internacional constituido en 1971 al amparo de un Convenio suscrito por los Gobiernos de y aprobado por los respectivos congresos de los siguientes países: Argentina, Bolivia, Brasil, Colombia, Chile, Ecuador, España, Paraguay, Perú, Trinidad, Uruguay y Venezuela. El Perú es país sede de la Dirección Ejecutiva y el Director Ejecutivo puede ser de cualquier nacionalidad. En cada uno de los Estados miembros los respectivos gobiernos han designado un Organismo Nacional de Enlace con CERESIS y a un Representante Nacional que forma parte del Consejo Directivo. Los propios Estados Miembros, en base a cuotas anuales, aportan los recursos para atender los egresos que corresponden al presupuesto ordinario. La mayor parte de las actividades regionales se financia con recursos extra-presupuestarios que recaba CERESIS de diversas fuentes externas para proyectos regionales específicos.

En 1996 CERESIS cumplió 30 años desde su establecimiento, además de sus bodas de plata como organismo regional autónomo inter-gubernamental y tiene como finalidad, el trabajo en conjunto de los países sudamericanos, en todos los frentes de la sismología y disciplinas afines, en tanto realiza: investigación científica, monitoreo de la sismicidad y actividad volcánica, elaboración de estudios de riesgos y de eventos naturales, aplicación y traslado de los conocimientos a medidas prácticas de mitigación, educación y capacitación, para que los países miembros logren una mayor capacidad para enfrentar con éxito los peligros naturales que los amenazan permanentemente sean estos sismos, erupciones volcánicas, maremotos o sus efectos secundarios tales como avalanchas, deslizamientos de tierra, licuefacción de suelos. Nuestros países, sobre todo en costa y sierra, están expuestos, y siempre lo estarán a peligros telúricos que son el resultado de la dinámica interna inherente a la evolución del planeta.

Las actividades de CERESIS están orientadas a facilitar nuestra co-existencia "pacífica" con los fenómenos naturales destructivos y recurrentes. Las metas son: reducir el número de víctimas y el monto de las pérdidas materiales, disminuyendo la vulnerabilidad estructural, ambiental, social y cultural de nuestras sociedades. Una menor vulnerabilidad ante un determinado peligro significa un menor riesgo, o sean pérdidas en términos de números de víctimas y de bienes materiales. Lo que es una verdad absoluta para los seres que habitamos este planeta es que sus características dinámicas son y serán una constante en nuestras vidas y en las de nuestras futuras generaciones. Ni los terremotos ni las erupciones volcánicas van a dejar de producirse porque son parte de nuestro hábitat como lo es el aire que respiramos.

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			MAPA DE SISMICIDAD

El proyecto materializa la insistente y correcta prédica sobre PREVENCION en una acción concreta. Está orientado a defender la vida de los 40 a 50 millones de personas que viven en construcciones de adobe en regiones sísmicamente activas del continente sudamericano y, por ende, expuestas a terremotos destructivos. Estas regiones se encuentran principalmente en los países andinos. En el Perú, según el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), más de 9 millones de peruanos viven en casas de adobe - 40% de la población!. Es igual la situación en el nor-oeste de Argentina, Ecuador, Chile, Colombia, Venezuela, y Bolivia, países caracterizados por la existencia de largas y estrechas fajas costeras y la presencia de elevaciones propias del conglomerado de los Andes.

Para resolver el problema, una opción sería reemplazar las casas de adobe existentes con otras de material noble, bien construidas, mejor ubicadas sobre terreno firme que es la mejor técnica para reducir al minimo la vulnerabilidad estructural. Sin embargo, dado su elevado costo esa no es una solución viable, menos aún considerando la extrema pobreza de la mayoría de personas que viven en áreas rurales en casas de adobe. Como alternativa confiable, viable y de aplicación inmediata, CERESIS ha desarrollado una tecnología para reforzar las casas de adobe existentes con elementos sismo-resistentes, evitando el súbito colapso de la vivienda cuando ocurre un fuerte terremoto. Cuando una casa se desploma en pocos segundos, más aún cuando las personas se encuentran durmiendo, estas no tienen tiempo suficiente para escapar al exterior antes de ser aplastadas por las paredes y el techo que les cae encima.

Impacto De Los Terremotos Sobre Casas De Adobe

La tecnología que propone CERESIS como refuerzo sismo-resistente para viviendas de adobe, ha sido desarrollada durante 4 años por ingenieros especialistas en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Católica del Perú, haciendo uso de una "mesa vibradora" que reproduce el movimiento del terreno inducido por las ondas sísmicas, tal como se observa y se registra con un sismógrafo cuando ocurren temblores fuertes.

Mesa Vibradora

El proyecto se sustenta en un importante cúmulo de experiencias y datos de muchos años de investigación orientada a mejorar las técnicas de construcción con tierra y la producción de mejores adobes. Información que se encuentra en una extensa bibliografía sobre la tipología de construcciones en adobe, en diferentes partes de la región andina. Se han identificado seis tipos de construcción tanto en la costa, como en la serranía y en las laderas orientales de la cordillera andina.

I. ENSAYOS DE LABORATORIO

En la primera fase del proyecto se construyeron modelos a escala de casas de adobe con las características constructivas de costa y sierra. A estos modelos se les sometió a sacudidas en la mesa vibradora, con un movimiento similar a los que producen las ondas sísmicas. Se estudió en detalle el comportamiento de modelos de casas de adobe no reforzadas y el comportamiento de los mismos modelos reforzadas con diversas técnicas.

Módulo Costa no reforzado

Módulo Sierra no reforzado

"Usualmente, la primera falla sísmica que se presenta en las viviendas de adobe no reforzadas, se manifiesta a través de una grieta vertical en el encuentro entre las paredes ortogonales y en la región central superior de los muros. Esta falla se debe a que las cargas sísmicas perpendiculares al plano del muro producen flexión en su parte central superior, la que se vuelve crítica ante la carencia de una viga solera, y a que las tracciones presentes en el muro no son adecuadamente transmitidas hacia el muro transversal por la débil conexión que existe entre ellos, incluso cuando la conexión es dentada. El siguiente tipo de falla es producido por la fuerza cortante coplanar, y se manifiesta a través de grietas diagonales en los muro."(INFORME DE AVANCE No. 2).

Desarrollo de procedimientos simples de reforzamiento

El objetivo del Proyecto es retardar la aparición del primer tipo de falla, durante la ocurrencia de un sismo severo, mediante refuerzos económicos y aceptables por la población.

Los elementos de refuerzo escogidos fueron: 1) tablas de madera; 2) soga de 1/2 pulgada; 3) malla de alambre tipo gallinero; y, 4) malla de alambre electrosoldada compuesta por alambres galvanizados de 1mm de diámetro, espaciados cada 3/4 de pulgada. Otros elementos accesorios fueron alambre # 8 y # 16, latas, grapas, clavos, chapas metálicas de botellas, recubriendo con mortero en proporción volumétrica cemento-arena 1:4.

Pruebas de laboratorio con casas reforzadas

Para investigar la influencia de los refuerzos sobre el comportamiento sísmico de los muros de adobe, se realizaron unos ensayos preliminares de simulación sísmica en la mesa vibradora del Laboratorio de Estructuras de la PUCP. La señal sísmica empleada fue la correspondiente al terremoto del 31 de Mayo de 1970 con 30 segundos de duración, aplicada en varias fases cuyos desplazamientos máximos estaban controlados, de tal modo que se simulaban sismos leves, moderados y severos.

Los ensayos mostraron que ante un sismo moderado el muro no reforzado colapsó 20 segundos antes que los reforzados con tablas, soga, alambre #16 y malla horizontal electrosoldada, mientras que los muros reforzados con mallas de alambre de gallinero y electrosoldada dispuestas en franjas horizontales y verticales, simulando vigas y columnas, respectivamente, recién colapsaron ante el sismo severo.

El objetivo fue encontrar el reforzamiento más eficaz, es decir aquel que prolongue la "vida útil" de la casa, ampliando el tiempo entre el inicio del sismo y el colapso de la vivienda a fin de permitir mayor tiempo de evacuación, habiéndose alcanzado un tiempo máximo de 28 segundos; al mismo tiempo que el costo de reforzamiento sea el menor posible, y aquel que utilice materiales simples- malla, clavos, alambre, chapitas, cemento - que se encuentran en cualquier ferretería, y el que fuera el más sencillo de aplicar -sin alterar la estructura de la casa existente.

Tecnologías parecidas se han empleado de manera artesanal en diversas partes del país y en la región andina. Lo especial de la tecnología que ofrece CERESIS y la razón por la cual merece ser considerada y difundida, es que se trata de lo que puede llamarse "vacuna anti-sísmica", probada durante tres años de ensayos en el laboratorio de Estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú, con su Mesa Vibradora, y desarrollada por profesionales con muchos años de experiencia con el adobe.

Como producto de esta primera etapa se ha preparado un manual técnico fácilmente entendible con lo cual los propietarios podrán reforzar sus propias viviendas siguiendo las instrucciones. La mayoria de las casas de adobe han sido construidas por sus propios propietarios y operarios de la localidad; no han intervenido arquitectos, ingenieros ni albañiles externos. El raciocinio es simple: los pobladores tienen la habilidad para construir sus casas, por lo tanto también tienen la habilidad para aplicar el sencillo reforzamiento recomendado, siguiendo las instrucciones del Manual. Se ha elaborado un video que permite comprender y aplicar la técnica empleada.

II. PROYECTOS PILOTO EN PERU

En la segunda etapa del proyecto se han ejecutado proyectos piloto de demostración, que son el inicio de un largo proceso de divulgación y difusión que necesariamente tiene que contar con el apoyo de Autoridades de Gobierno, de Defensa Civil en particular, de las Universidades e instituciones especializadas y lo que es más importante, de las autoridades locales y dirigentes comunales.

El Proyecto Piloto consiste en reforzar 4 o 5 viviendas en cada zona, sin costo para los propietarios pues el proyecto proporciona los materiales y la dirección técnica. Previamente en cada región se identifican localidades donde abundan construcciones en adobes y tiene un historial de sismicidad ,y donde el ejemplo de las casas "piloto" reforzadas ha de tener efecto multiplicador motivando a los habitantes a asumir la técnica en el ámbito de su población, en poblaciones aledañas, otras comunidades y centros poblados, motivándolos a reforzar sus propias viviendas. Para fomentar este tipo de difusión, el proyecto identifica a una persona idónea de la población que pueda trabajar como "promotor" in situ; que tenga ascendencia y que pueda tomar contacto personal con los pobladores.

Selección de lugares

Los Proyectos Piloto se ejecutaron en 13 localidades del Perú, en los Departamentos de: Ancash (Huaraz), Cusco, Moquegua, Tacna,  Ica y La Libertad (Trujillo). En cada lugar se reforzaron dos a tres viviendas con diferentes características constructivas de costa y sierra.  

Como un ejemplo, se seleccionó Caplina por ser el centro poblado más importante de una extensa zona rural donde prevalece la construcción con adobe (98%). Se encuentra cerca de la frontera con Chile, a 3400 msnm. Las viviendas son típicas de la sierra, de un solo piso, con un área promedio de 60 m2, autoconstruidas mediante la ayuda mutua (Ayni).

Sismicidad

El  estudio de sismicidad de cada zona y lugar considerados para los proyectos piloto se ha hecho utilizando el CATALOGO CERESI91-H. El propósito de este estudio es tener la seguridad de que es una zona donde tarde o temprano ha de ocurrir un fuerte temblor o terremoto.

Las siguientes figuras muestran para cada una de las zonas: (1) la sismicidad total observada en los últimos 400 años, y (2) los grandes terremotos de magnitud 6.5 o superior, que han afectado severamente dichas zonas a partir del año 1940 y hasta la fecha.

Foto de sismicidad historica Ancash.
Foto de sismicidad historica La Libertad
Foto de sismicidad historica Ica
Foto de sismicidad historica Cuzco
Foto de sismicidad historica Tacna.

Proceso de Reforzamiento:

Proyecto Piloto en Moquegua y Tacna

Centro Poblado Menor (CPM) de Yacango.
Distrito de Torata, Provincia Mariscal Nieto, Departamento de Moquegua
2,000 msnm, Pueblo desarrollado a lo largo de la carretera

CPM de Caplina, Distrito de Pachia, Tacna
3,500 msnm. Todas las edificaciones son de adobe de un piso.
Autoconstrucción por ayuda mutua (Ayni)

Proyecto Piloto en Ica

Distrito de Guadalupe.

Distrito de Pachacútec

Ambientes demostrativos para el público

Proyecto Piloto en Trujillo (La Libertad)

Proyecto Piloto en Huaraz

Proyecto Piloto en Cusco